自适应直角坐标网格方法在耦合传热数值模拟中的应用

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1、!第"#卷!第$期航!空!学!报%&’("#)&($!"**+年!!#月,-.,,/01),2.3-,/.,4.01),2.3-,43)3-,567!"**+!!文章编号：9***8:;<$（"**+）*$8*""#8*+自适应直角坐标网格方法在耦合传热数值模拟中的应用孙纪宁，陶!智，徐国强，丁水汀（北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京!9***;$）!"#$%%&’()*’+,+-$.*+/)0)%*’1#2)3*#4’),53’0$%%3+)("+,6.7#3’()&8’7.&)*’,92+,:.9)

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3、数值模拟耦合传热问题是适用的。关键词：自适应；直角坐标网格；耦合传热；数值模拟中图分类号：%"$9(9!!!文献标识码：,$<4*3)(*：.BI?IIUM&K?ELIK>S6’O>LE’6H>?@S&?QE@6HIUBI6HHK6?OMIKV>HBS&LJ’IW>?HK68M6SI>OKIS&@?>XIUYPIS6EOI&MHBIS&LJ’IW>?HK68M6SI，HBI?&KL6’6JJK&6SBIOB6RIU>MM>SE’H>IO>?O&’R>?@OESBJK&Z’ILOY,?6EH&86U6JH>RI

4、-6KHI8O>6?@K>ULIHB&U6JJK&6SBH&H6S[’IHBIS&LJ’IW>?HK68M6SI>OUIRI’&JIUY,?6EH&86U6JH>RI-6KHIO>6?@K>U@I?IK6H&K6?U$GR>OS&EOS&?RISH>&?M’&VO&’RIKB6RIZII?UIRI’&JIU6?U6JJ’>IUH&O&’RIHV&M’&VJK&Z’ILOY=#>?+304：6EH&86U6JH>RI；-6KHIO>6?@K>U；S&?QE@6HIUBI6HHK6?OMIK；?ELIK>S6’O

5、>LE’6H>&?!!换热器、带肋通道等换热结构中都存在耦合界并在物理量梯度较大处用较细密网格获得较高传热问题。而复杂工程传热计算中，耦合传热问精度。只要不断进行网格细化，该方法可以以任题更是难以回避。目前，传热数值计算主要应用意精度模拟边界曲线，且网格建立简单省时、网格贴体网格法、块结构化网格法及非结构化网格加密容易。它不但可以处理单连通的区域，而且［9］法。这些方法在处理不规则计算域方面发挥适合更加复杂的多连通域，并已成功用于一些复［$:］了巨大的作用。但耦合传热问题同一般的导热和杂流场计算。但目前自适

6、应直角坐标网格方对流换热问题的最大区别在于：导热和对流换热法还主要限于单流体的流动计算，对于传热问题问题一般只有外界面（包括多连通域），而耦合传乃至耦合传热问题的自适应直角坐标网格方法的热问题不但有外部界面，还有内部的耦合界面。研究还罕见文献报道。如果把该方法用于求解耦这就给处理该类问题带来了很大的困难。最主要合传热问题，则该方法可以方便地进行内部加密的困难就是需要根据耦合界面的分布，把整个计这一特点将为处理复杂的耦合传热计算提供其他算区域人工划分成多个子区域，在不同的子区域方法无法相比的便利：只要在耦合界面

7、处不断进中分别生成网格，再把这些网格连接起来，形成整行网格细化，该方法可以以任意精度模拟耦合界个网格系统。这种处理模式需要大量的人工干面，方便地解决其他方法需要划分子区域分别生预，生成网格的质量很大程度上取决于计算人员成网格的困难（如图9中，在内部%形耦合界面的经验和水平。在求解过程中，还要考虑各个网格处把网格不断加密，以足够细密的阶梯形界面来块间参数传递等问题，更增加了处理问题的难度。模拟耦合界面）。另外，由于整个网格不需要区因此迫切需要一种便于处理耦合界面的计算方法。分子区域，不存在网格子系统间参数传递的

8、问题，自适应直角坐标网格方法是近年来发展起来大大简化了方程的求解。的一种能较好处理复杂外形和便于内部加密的计@A应用于耦合传热问题的自适应直角坐标网格［"］算方法。它是在原始的均匀直角坐标网格基的建立础上，根据物面外形和物理量梯度场的特点，在边!!自适应直角坐标网格方法利用直角坐标系中界附近及物理量梯度较大的局部区域不断进行网格细化，用足够细密的阶梯形边界来逼近曲线边收稿日期："**$8*#89#；